Энергоиспользование в сушильных установках

Подсчитано, что в народном хозяйстве страны в настоящее время эксплуатируется свыше 70 тыс. сушильных установок с КПД = от 12 до 70%. До 95% общего числа сушилок составляют конвективные, использующие в качестве сушильного агента воздух, инертные газы или непосредственно топочные газы. Полезное теплопотребление в таких сушилках составляют затраты теплоты на испарение влаги. Среднестатистические данные по тепловым балансам конвективных сушилок показывают, что Q_полезн. составляет от 20 до 60% подведенной к сушилке теплоты; на нагрев материала расходуется 5-25%; потери теплоты с уходящим сушильным агентом составляют 15-40%; потери теплоты через ограждение конструкции - 3÷10%; прочие тепловые потери - 5÷20%. Для сушилок периодического действия последние потери возрастают до 30÷35%.

Специфика сушки как тепломассообменного процесса состоит в том, что температура сушильного агента, соприкасающегося с влажным материалом, теоретически не может быть ниже предела охлаждения – температуры мокрого Отсюда следует, что для идеальной сушилки существуют максимальный КПД

,

где l – кг/кг испаренной влаги и удельный расход сушильного агента; W – количество испаряемой влаги, кг/с; t_окр.ср. – температура окружающей среды.

Величина предельного КПД зависит от многих влияющих факторов и обычно она все ниже 80%. О совершенстве энергоиспользования в реальной сушилке можно судить по отношению ее КПД к , т.е. .

Более полезной характеристикой энергетической эффективности сушильных установок является удельный расход теплоты q, кДж/кг испаренной влаги. Теоретически необходимое количество теплоты для испарения 1 кг влаги при обычных условиях составляет 2200-2700 кДж/кг. Величина 2700 кДж/кг соответствует случаю удаления связанной влаги (воды), а 2200 – свободной воды. В действительности, например, в лесосушильных камерах непрерывного действия с противоточной рециркуляцией сушильного агента эта величина составляет 3000-4000 кДж/кг, в камерах периодического действия – от 2700 до 6500 кДж/кг причем более низкие значения имеют место при высоких начальных температурах сушильного агента t_1. При сушке топких гибких материалов типа ткани, бумаги, q=5000÷8000 кДж/кг, такие же примерно показатели имеют сушильные установки, для сушки твердых дисперсных материалов. Большие значения qимеют промышленные конвективные сушилки для сушки пастообразных материалов, до 23 МДж/кг.